海藻酸钠水凝胶的合成及其药物控释中的应用

海藻酸钠产品说明及用途海藻酸钠（Sodium Alginate）是一种从海藻中提取的天然有机化合物，其化学结构由海藻酸单元组成。

它具有良好的水溶性和胶凝性，并广泛应用于食品工业、制药工业和纺织工业等领域。

首先，海藻酸钠在食品工业中被广泛使用。

它可用作增稠剂、凝胶剂和稳定剂，用于制作食品的浆糊、果冻、凝胶状食品（如藻酸软糖）等。

海藻酸钠的胶凝性能使得它能够将食品成分连接在一起，提高食品的质感和口感，使得食品更加美味。

此外，海藻酸钠还可以用于制作低脂肪、低热量和无胆固醇的食品，因此也被广泛应用于健康食品和减肥食品的制造中。

其次，海藻酸钠也被广泛应用于制药工业。

它具有吸湿性，可用作制造口服片剂和胶囊的填充剂。

海藻酸钠具有较低的毒性和良好的生物相容性，因此在制药工业中有着广泛的应用前景。

此外，海藻酸钠还可以用于制造药物的缓释剂和控释剂，通过改变其胶凝特性，可以控制药物的释放速率和持续时间，提高药物的疗效。

另外，海藻酸钠在纺织工业中也有着重要的应用。

它可以用作纺织品的粘结剂和印花浆料，提供纺织品的柔软度和耐用性。

海藻酸钠具有良好的粘接性能以及卓越的保水性，可以增强纤维的附着力，并提高纺织品的耐水性和耐磨性。

同时，海藻酸钠还可以用于制造纤维素纺织品的阻燃剂，提高纺织品的阻燃性能。

除了上述应用领域，海藻酸钠还被用于制造化妆品、造纸、环境保护等领域。

在化妆品中，海藻酸钠被用作稠化剂和稳定剂，用于调整化妆品的粘度和稳定性。

在造纸工业中，海藻酸钠可以用于纸浆的固液分离以及纸张的增强和改善。

在环境保护领域，海藻酸钠被用于废水处理，可以作为一种吸附剂来吸附和去除废水中的重金属离子和有机物。

总的来说，海藻酸钠是一种具有广泛应用前景的天然有机化合物。

它在食品工业、制药工业和纺织工业中的应用不仅可以提高产品的质量和性能，还可以满足人们对健康、环保和功能化产品的需求。

随着人们对天然和健康产品的需求不断增加，海藻酸钠的应用前景将更加广泛。

海藻酸钠水凝胶及在药物释放中的应用(武汉大学化学院2013级研究生)摘要：海藻酸钠具有良好的生物相容性，pH值敏感性，可在温和的条件快速的形成水凝胶，水凝胶通常是由亲水性或两亲性高分子链组成的三维网状结构，它能显著的溶胀于水但是不溶解于水，由于水和凝胶网络的亲和性，水可能以键合水、束缚水和自由水等形式存在于高分子网络中而失去流动性，因此纳米凝胶能够保持一定的形状。

它们可以作为一种药物载体，而且也可以通过盐键，氢键或者疏水作用自发的结合一些生物活性分子。

海藻酸钠作为药物载体已被广泛研究。

本文主要对海藻酸钠的结构与性能、水凝胶的制备与应用做简要概述。

关键词：海藻酸钠水凝胶释药0 引言高分子凝胶是由三维网络结构的高分子和溶胀介质构成，网络可以吸收介质而溶胀，介质可以是气体或者液体。

以水为溶胀介质的凝胶称为水凝胶[l]。

一般情况下，水凝胶同时具有固体和液体的性质。

比如，水凝胶具有一定的形状，并可以通过一定的方式改变其形状，具有固体的性质。

又比如，在溶胀的水凝胶中，所含有的水分子具有较大的扩散系数，这和液体的性质相类似[2]。

但是水凝胶所含有的水可以有几种存在状态，如束缚水、自由水等[3]，这又与一般的液体特性不同。

同时，水凝胶还呈现出体积相转变现象，即水凝胶的体积会随着外界的温度、pH值、离子强度、光、电场强度的变化而变化[4]一般将具有这种相变的水凝胶称为智能水凝胶。

由于这些奇特的性质，水凝胶被广泛地应用于卫生、医药、食品、农业、建筑等领域。

近年来，由于智能水凝胶在药物的控制释放、基因传送、组织工程等领域的应用前景诱人，因此，科学工作者对智能水凝胶的研究十分活跃。

水凝胶根据来源不同可以分为合成类水凝胶和天然类水凝胶。

合成类水凝胶常用的单体有丙烯酸及其衍生物、丙烯酞胺及其衍生物等，合成水凝胶具有较好的稳定性，但其生物降解性和生物相容性较差。

如常用的丙烯酞胺类物质及其衍生物生物相容性较差，且不可降解，还可能会对人体产生毒副作用[5]。

摘要海藻酸钠是一种天然多糖，具有优良的生物相容性、生物可降解性和生物黏附性。

海藻酸钠磁性纳米球在药物载体方面有了较深入的研究。

其分子链上丰富的羟基和羧基可以进行多种修饰，海藻酸钠与钙离子发生离子反应生成球形海藻酸钙骨架，可以作为药物载体。

以高分子包裹纳米微粒是目前解决纳米药物载体分散和缓释问题较常用的方法。

关键词：海藻酸钠；药物载体；纳米球；交联Sodium alginate is a natural polysaccharide,which has excellent biocompatibility, biodegradable and bioadhesive. The sodium alginate magnetic nanoparticles as a drug carrier has been researched deeply. the molecular chain has rich hydroxyl and carboxyl which can make many kinds of decoration, sodium alginate and calcium ion occurred reaction which formed spherical calcium alginate skeleton.It can be used as drug carrier. A polymer nanoparticles package is the great and commonly used methods to solve the nano drug carrier dispersion .Key words：Sodium alginate；Drug carrier；Nanoparticles; Preparation摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................................ I I 文献综述.. (1)1.1海藻酸钠的介绍 (1)1.1.1海藻酸钠的结构 (1)1.1.2海藻酸钠的性质 (1)1.1.3海藻酸钠的应用 (3)1.1.4海藻酸钠的交联方式 (5)1.1.5海藻酸钠的展望 (6)1.2超顺磁性海藻酸钠纳米球的介绍 (6)1.2.1超顺磁性海藻酸钠纳米球的发展现状 (6)1.2.2超顺磁性海藻酸钠纳米球的制备 (6)1.3四氧化三铁纳米材料的介绍 (8)1.3.1四氧化三铁纳米材料的发展 (8)1.3.2四氧化三铁纳米材料的制备方法 (8)1.3.3氧化铁纳米材料的性质 (10)参考文献 (12)文献综述1.1海藻酸钠的介绍1.1.1海藻酸钠的结构海藻酸钠又称褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶、藻酸盐，是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，是一类天然线性多糖，由1-4键合的β-D-甘露糖醛酸（M单元）和α-L-古洛糖醛酸（G单元）残基组成。

海藻酸钠水凝胶应用1.引言1.1 概述概述海藻酸钠水凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料。

它由海藻酸钠和水组成，具有良好的生物相容性和可调控性，在医学领域和食品工业中有着重要的应用。

海藻酸钠水凝胶具有优异的凝胶性能和较高的稳定性，可以通过调节制备条件和配方来调控其物理性质，满足不同领域的需求。

海藻酸钠水凝胶的制备方法多种多样，包括化学合成法、物理凝胶法和生物制备法等。

其中，化学合成法是常用的制备方法，通过将海藻酸钠与交联剂反应形成三维网状结构，从而形成凝胶。

物理凝胶法则通过改变温度、pH值或离子强度等条件，使海藻酸钠在适当的条件下凝胶。

此外，利用生物制备法可以通过微生物发酵或海藻提取等方式制备海藻酸钠水凝胶。

海藻酸钠水凝胶具有良好的物理性质。

它具有可逆的凝胶-溶胶转变特性，在适宜的温度和pH值下可逆转变为溶胶，便于制备和应用。

海藻酸钠水凝胶的结构稳定性较高，不易发生剪切变形，在保持形状和体积的同时，能够有效地固定和包埋其他物质。

此外，海藻酸钠水凝胶还具有较高的吸水性能和呈现网络状的孔隙结构，这使得它在吸附、控释和保水方面具有良好的应用潜力。

在医学领域中，海藻酸钠水凝胶可以作为组织工程支架、药物控释载体和创伤敷料等应用。

它能够提供良好的细胞黏附和增殖环境，促进组织再生和修复。

海藻酸钠水凝胶还可用于药物的控释，通过调控凝胶的物理性质和微观结构，实现药物的缓慢释放，延长疗效。

此外，海藻酸钠水凝胶的高吸水性和保水性能，使其成为优秀的创伤敷料材料，能够有效地促进伤口的愈合和预防感染。

在食品工业中，海藻酸钠水凝胶可以用作增稠剂、凝胶剂和稳定剂等应用。

它具有较高的凝胶能力和稳定性，在食品加工中可以起到增加口感和改善质感的作用。

海藻酸钠水凝胶还可以用于制备低脂肪和低热量食品，并能够增加食品中的膳食纤维含量，有助于改善食品的营养价值和功能性。

综上所述，海藻酸钠水凝胶作为一种多功能材料，具有广泛的应用前景。

在医学领域和食品工业中，它能够发挥其优异的特性，满足不同领域的需求。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010230600.2(22)申请日 2020.03.27(71)申请人 广州古泉生物科技有限公司地址 510440 广东省广州市白云区鹤龙街鹤边员村北街6号A栋三楼(72)发明人 湛伟国　(74)专利代理机构 广州天河万研知识产权代理事务所(普通合伙) 44418代理人 刘强(51)Int.Cl.C08B 37/04(2006.01)C08B 37/08(2006.01)C08J 3/075(2006.01)C08J 3/24(2006.01)C08L 5/04(2006.01)C08L 5/08(2006.01)A61K 9/06(2006.01)A61K 31/475(2006.01)A61K 31/555(2006.01)A61K 31/704(2006.01)A61K 47/36(2006.01)A61P 35/00(2006.01)(54)发明名称一种壳聚糖-海藻酸钠水凝胶的制备和应用(57)摘要本发明提供了一种壳聚糖-海藻酸钠水凝胶的制备和应用，本发明提供的壳聚糖-海藻酸钠水凝胶作为载药载体，具有合成方法简单、包封率高，交联度高等特点，本发明的载体水凝胶具有对生物体亲和性高的两相基团，海藻酸钠具有抗酸性分解的性能，壳聚糖在酸性环境中自动降解，海藻酸钠使壳聚糖-海藻酸钠水凝胶能够在偏酸性条件会缓慢解链释放里面载的药物，提高药物的作用时间和作用效果，预示其作为一种新的载药载体水凝胶具有广泛的实质性应用。

权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 111269332 A 2020.06.12C N 111269332A1.一种壳聚糖-海藻酸钠水凝胶的制备，其特征在于：所述的壳聚糖-海藻酸钠水凝胶由壳聚糖、2,3-二羟基丙醛、海藻酸钠合成：所述壳聚糖-海藻酸钠水凝胶结构式如式(Ⅰ)所示：其中，n＝100～200；m＝50～100；所述壳聚糖结构式如(Ⅱ)所示；其中，n＝100～200；所述海藻酸钠的结构式如式(Ⅴ)所示：其中，m＝50～100；所述2,3-二羟基丙醛的结构式如式(Ⅲ)所示：所述壳聚糖-海藻酸钠水凝胶的合成步骤为：(1)将式(Ⅱ)结构的化合物与式(Ⅲ)结构化合物反应，得到式(Ⅳ)结构的如下化合物：其中，n＝100～200；式(Ⅳ)结构化合物反应：4.0g式(Ⅱ)溶于100mL去离子水中，然后放入30℃的水浴锅中磁力搅拌，待式(Ⅱ)全部分散于水中，逐滴加入2mL冰醋酸溶液，10分钟后，400μL式(Ⅲ)加入上述壳聚糖溶液中，25～35℃下继续搅拌8～10h，反应结束后将得到的溶液(Ⅳ)透析48小时，每8小时换一次水(透析袋截留分子量为10000)，最后将透析袋里溶液真空冷冻干燥得到产物式(Ⅳ)；(2)将式(Ⅳ)结构的化合物与式(Ⅴ)反应，得到式(Ⅰ)结构的化合物：式(Ⅰ)结构化合物反应：2.5g式(Ⅴ)溶于100mL去离子水中，然后放入30℃的水浴锅中磁力搅拌，全部分散于水中，逐滴加入0.5g DCC，20～40℃搅拌半小时，然后加入式(Ⅳ) 2.0g，50～70℃反应8小时，反应结束后将得到的溶液透析48小时，每8小时换一次水(透析袋截留分子量为10000)，最后将透析袋里溶液真空干燥成蓝色固体式(Ⅰ)。

海藻酸钠/聚己内酯半互穿网络水凝胶的制备及释药性能研究李倩，倪才华江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡 (214122)E-mail：nicaihua2000@摘要：为了提高海藻酸钠对疏水性药物的负载量和缓释作用，将海藻酸钠与聚己内酯混合后分散于NaCl/CaCl2的混合溶液中制成半互穿网络水凝胶，对海藻酸钠进行了疏水改性，对该凝胶的溶胀度及pH敏感性进行了测试，并对药物布洛芬进行了包埋释放实验。

考察了不同相对分子质量和用量的聚己内酯对药物释放的影响。

结果表明，聚己内酯疏水改性后的海藻酸钠凝胶微球对药物布洛芬的负载量提高，具有较好的缓释作用。

关键词：海藻酸钠；疏水改性；缓释0. 引言海藻酸钠（SA）是一种由β-D-甘露糖醛酸（M）和α-L-古罗糖醛酸（G）连接而成的天然高分子，广泛存在于各类棕色海藻中，可与多价阳离子形成简单的凝胶，成胶条件温和,该凝胶在生物体内以酶解方式生成甘露糖醛酸和葡萄糖醛酸，对机体无毒性，适合作为药物包埋材料。

但是海藻酸钠亲水性太强，对疏水性药物负载量不高，容易发生突释[1]。

已有文献报道，通过海藻酸钠上的-COOH或-OH反应，对其疏水改性[2,3]，但-OH与-COOH反应活性不高，反应条件苛刻，而且-COOH反应后影响后续与Ca2+的成胶性能。

本文用聚己内酯对海藻酸钠进行了疏水改性，制成水凝胶微球，并研究了其对药物布洛芬的包埋及缓释作用。

发现SA改性后，在药物负载和缓释性能上有了明显提高。

聚己内酯因其良好的生物相容性及可降解性被广泛应用于新型载体的研究，如制备缓释微球，包衣材料等。

1．实验部分1.1 主要试剂及仪器海藻酸钠，A.R，从Acros 公司购买。

辛酸亚锡，CP，中国医药集团上海化学试剂公司；ε-己内酯，购自AR,Alfa Aesar公司；甲苯，CP，国药集团化学试剂有限公司；布洛芬,中国药品生物制品检定所,批号0179-9702 ；恒温磁力搅拌器：85-2型，上海思乐仪器有限公司；加拿大ABB公司；数显电子天平：JA2003型，上海试验仪器厂；电热真空干燥箱：ZK-82A,上海试验仪器厂；紫外-可见光分光光度计(UV)：TU-1901,北京普析通用仪器有限责任公司；低速离心机LD-S2A型，北京医用离心机厂。

海藻酸钠的胶凝作用海藻酸钠（sodium alginate）是一种常用的天然多糖物质，广泛应用于食品、药品、化妆品、纺织品等领域。

其中重要的一个应用就是在食品工业中作为胶凝剂。

海藻酸钠的结构是由葡萄糖醛酸和甲基葡萄糖醇的交替排列组成的线性聚合物，它在水中可以形成胶体，并可以和钙离子发生反应形成交联凝胶。

这种凝胶的特点是具有柔软、弹性好、稳定性高等特点。

海藻酸钠被广泛应用于食品加工中的各种凝胶食品和液态食品的浓稠度调节。

下面我们将结合具体实验来进一步讨论海藻酸钠的胶凝作用。

1. 实验原理海藻酸钠与钙离子可以形成交联凝胶，因此实验利用海藻酸钠与石灰水（含有大量钙离子）的反应来观察海藻酸钠的胶凝作用。

具体实验步骤为：首先制备海藻酸钠水溶液，然后将其滴加到石灰水中，观察所形成的凝胶的性质和形态。

2. 实验步骤2.1 实验器材和试剂实验器材：量筒、搅拌棒、移液管、比色皿、滴定管、洗涤瓶、电子天平等。

实验试剂：海藻酸钠、石灰水。

（1）称取海藻酸钠0.5g，加入100ml蒸馏水中，用搅拌器充分搅拌，使其完全溶解，制备海藻酸钠水溶液。

（2）取一个比色皿，加入适量石灰水。

（3）使用移液管向比色皿中滴加海藻酸钠水溶液，搅拌3-5分钟。

（4）观察比色皿中凝胶的性质和形态。

3. 实验结果及分析在实验中，通过海藻酸钠与石灰水的反应，观察到了一种柔软、具有弹性的凝胶，并具有稳定性高的特点。

这种凝胶具有很好的透明度，能够保持稳定的凝胶状态，不易破坏。

这是因为海藻酸钠与石灰水中的钙离子发生反应，形成交联结构，从而形成了凝胶。

在实验过程中，当海藻酸钠水溶液滴入石灰水中时，钙离子与海藻酸钠发生反应，使得海藻酸钠的结构发生改变，呈现出凝胶状状态。

这种凝胶的形成受到多种因素的影响，包括海藻酸钠的浓度、钙离子的浓度、反应时间等。

除了海藻酸钠与钙离子之间的反应，海藻酸钠还可以与其他离子发生反应，如铵离子、铜离子、铁离子、锌离子等，因而不同离子的存在也会影响凝胶的性质。

专利名称：一种海藻酸钠双交联水凝胶及其制备方法与应用专利类型：发明专利
发明人：曹晓东,朱杰华,游柏浩,吴水平
申请号：CN201511034484.2
申请日：20151231
公开号：CN105713106A
公开日：
20160629
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于生物医用材料技术领域，公开了一种海藻酸钠双交联水凝胶及其制备方法与应用。

所述制备方法为：将海藻酸钠溶于去离子水中，加入活化剂活化后加入糠胺反应12～36h，反应产物经透析，冷冻干燥得到呋喃改性海藻酸钠；将呋喃改性海藻酸钠溶于去离子水中，然后加入马来酰亚胺封端的聚乙烯醇，搅拌充分溶解，超声处理后注入模具，在37～60℃温度下反应交联得到凝胶；再将所得凝胶浸泡于氯化钙溶液中12～48h进行物理交联，得到所述海藻酸钠双交联水凝胶。

本发明采用点击化学交联和离子交联双交联法，所得产物具有良好的力学性能和抗溶胀性能，可应用于组织工程支架。

申请人：华南理工大学
地址：511458 广东省广州市南沙区环市大道南路25号华工大广州产研院
国籍：CN
代理机构：广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：罗啸秋
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海藻酸钠复合水凝胶研究进展一、本文概述海藻酸钠作为一种天然多糖类高分子化合物，因其良好的生物相容性、生物降解性以及优异的凝胶性能，在生物医学、药物递送、组织工程等领域受到广泛关注。

近年来，随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的研究取得了显著进展。

本文旨在综述海藻酸钠复合水凝胶的最新研究进展，包括其制备方法、性能优化、以及在各个领域的应用情况，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。

本文将首先介绍海藻酸钠的基本性质及其在复合水凝胶中的应用优势。

随后，将重点阐述海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括物理交联、化学交联和生物酶法等，并分析各种方法的优缺点。

接着，将探讨海藻酸钠复合水凝胶的性能优化策略，如增强机械强度、调节降解速率、提高生物活性等。

还将详细介绍海藻酸钠复合水凝胶在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的应用现状，并展望其未来的发展前景。

通过本文的综述，我们期望能够为海藻酸钠复合水凝胶的研究和应用提供更为全面和深入的理解，推动该领域的技术进步和创新发展。

二、海藻酸钠复合水凝胶的制备方法随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的制备方法日趋多样化，以满足不同领域的应用需求。

目前，主要的制备方法包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等。

物理交联法主要利用海藻酸钠分子链间的相互作用，如离子键、氢键等，通过改变溶液的温度、pH值或添加盐类等物理手段，诱导海藻酸钠分子链发生交联，从而形成水凝胶。

这种方法操作简单，条件温和，但形成的凝胶强度相对较低，稳定性有待提高。

化学交联法则是通过引入化学交联剂，如戊二醛、丙烯酰胺等，与海藻酸钠分子链发生化学反应，形成共价键，从而增强凝胶的强度和稳定性。

这种方法制备的凝胶具有较高的机械强度和化学稳定性，但交联剂的引入可能会引入潜在的毒性或生物不相容性，因此在生物医学领域的应用受到限制。

辐射交联法利用高能辐射如紫外线、伽马射线等，引发海藻酸钠分子链发生断裂并重新组合，形成三维网状结构，从而制备出水凝胶。

海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用一、本文概述本文旨在深入探讨海藻酸钠水凝胶的制备方法及其在药物释放领域的应用。

海藻酸钠作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，因此在医药领域具有广泛的应用前景。

本文首先将对海藻酸钠水凝胶的制备过程进行详细的介绍，包括材料选择、反应条件优化等关键步骤。

随后，我们将重点关注海藻酸钠水凝胶在药物释放方面的应用，探讨其作为药物载体的优势和潜力。

本文还将对海藻酸钠水凝胶在药物释放过程中的性能进行评估，包括药物释放速率、释放量以及药物释放机制等。

我们将对海藻酸钠水凝胶在药物释放领域的应用前景进行展望，以期为其在医药领域的进一步应用提供理论支持和实践指导。

二、海藻酸钠水凝胶的制备海藻酸钠水凝胶的制备过程相对简单，主要涉及到海藻酸钠与钙离子的交联反应。

将海藻酸钠溶解在适当的溶剂（如去离子水）中，通过加热和搅拌的方式确保海藻酸钠充分溶解，形成均一的海藻酸钠溶液。

然后，将含有钙离子的溶液（如氯化钙溶液）作为交联剂，以一定的速度滴加到海藻酸钠溶液中。

在滴加过程中，钙离子与海藻酸钠中的羧酸根离子发生离子交换，形成稳定的海藻酸钙凝胶。

为确保水凝胶的均匀性和稳定性，滴加过程需要控制速度和搅拌速率。

海藻酸钠的浓度、钙离子的浓度以及反应温度等因素都会影响水凝胶的形成和性能。

因此，在制备过程中，需要对这些参数进行优化，以获得具有理想性能的海藻酸钠水凝胶。

制备完成后，可通过一系列表征手段，如扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等，对海藻酸钠水凝胶的微观结构和化学性质进行分析。

这些表征结果可以为后续的药物释放研究提供基础数据。

通过合理的制备工艺和参数优化，可以制备出性能稳定的海藻酸钠水凝胶，为药物释放等应用领域提供有力支持。

三、海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用海藻酸钠水凝胶作为一种理想的药物载体，在药物释放领域具有广泛的应用前景。

其独特的三维网络结构和良好的生物相容性，使得海藻酸钠水凝胶能够有效地控制药物的释放速率和释放量，从而实现对药物释放的精确调控。